应用于FDM打印机的低VOCs释放特性的ABS线材制造技术

本发明专利技术公开一种应用于FDM打印机的低VOCs释放特性的ABS线材。其特征在于：将催化剂与ABS母料混合，经双螺杆挤出、破碎机造粒、单螺杆挤出等步骤制备出不同含量催化剂的ABS改性塑料即ABS

【技术实现步骤摘要】
应用于FDM打印机的低VOCs释放特性的ABS线材


[0001]本专利技术涉及改性塑料
，特别涉及一种低挥发性有机物（VOCs）的环保型丙烯腈
‑
苯乙烯
‑
丁二烯共聚物（ABS）塑料线材应用于3D打印。

技术介绍

[0002]VOCs是主要的大气污染物之一，它广泛来源于喷涂、印刷、塑料加工等行业，是形成臭氧和PM
2.5 的重要前体，造成严重的大气污染；同时大部分VOCs具有神经、肝脏和肾脏毒性，甚至具有致癌作用。
[0003]ABS是一种耐化学腐蚀、耐热、强度高、韧性好、易于加工成型的热塑性高分子材料，且原料易得、综合性能良好、价格便宜。因此ABS在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛应用。但是其在高温生产过程中会产生大量的挥发性有机物，严重威胁着人类的生命健康及环境安全。为解决ABS加工过程中产生的VOCs，常见的方法是添加吸附剂将VOCs进行吸附，但是存在着随环境温度升高，VOCs会再次释放的风险。
[0004]过渡金属氧化物因其出色的低温催化氧化性能和低廉的价格成为替代贵金属的重要的竞争者，凭借着这些特性，我们将Co
‑
Mn高效催化剂应用于ABS塑料改性，将VOCs在产生之初催化氧化为无毒无害的气体，制备出低VOCs环保型ABS线材。

技术实现思路

[0005]基于上述问题，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种低VOCs环保型ABS线材，这种方法制备可以有效催化氧化ABS塑料加工过程中产生的VOCs，方法简单，能以低廉的价格和高效的催化氧化效率进行工业化制备。
[0006]为实现本专利技术的目的采用技术方案具体包括以下步骤：S1）高效催化剂的制备 1）称量七水硫酸钴、一水硫酸锰倒入乙醇水溶液制成溶液A； 2）称量碳酸氢铵倒入乙醇水溶液制成溶液B； 3）使用蠕动泵将溶液A以定量流速缓缓加入溶液B，待溶液A全部加入溶液B后静置，获得混合液； 4）使用乙醇水溶液抽滤清洗步骤3）混合液得到粉红色固体； 5）将粉红色固体置于真空干燥箱中干燥，得到样品； 6）将样品置于马弗炉中，在空气中恒温煅烧，得到目标催化剂； S2）ABS
‑
x%Cat（x wt%上述高效催化剂的ABS线材）的制备1）将步骤S1得到的目标催化剂和ABS母料按比例倒入自封袋中混合均匀，获得混合物； 2） 将混合物倒入微型双螺杆挤出成型，随后使用破碎机造粒得到混合粒料； 3）将混合粒料倒入微型单螺杆中在线材机的牵引下挤出成型，得到目标线材。
[0007]步骤S1中七水硫酸钴：一水硫酸锰：碳酸氢铵摩尔比=1：3：76。
[0008]步骤S1中七水硫酸钴质量与乙醇水溶液的体积比1：200，无水乙醇和去离子水的体积比为1:10。
[0009]步骤S1中蠕动泵将溶液A以0.6~1.0 mL/min的流速缓缓加入溶液B，且溶液B一直处于搅拌状态步骤S1中溶液静置时间为10~14 h步骤S1中抽滤清洗次数为4~6遍。
[0010]步骤S1中在真空干燥箱60~100 o
C的条件下干燥8~12 h。
[0011]步骤S1中煅烧条件为：升温速率4~6 o
C /min，煅烧恒温温度为400~600 oC
，恒温煅烧时间为3~5 h。
[0012]步骤S2中的ABS粒径为100~200目。
[0013]步骤S2中的微型双螺杆的1区、2区、3区温度分别为120~160 o
C、165~205 o
C、160~200 o
C。
[0014]步骤S2中破碎机的转速为100~300 r/min。
[0015]步骤S2中的微型单螺杆的1区、2区温度分别为160~200 o
C、165~205 o
C。
[0016]本技术方案与
技术介绍
相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术添加催化剂可以让VOCs在产生之初即被催化氧化，VOCs气体不会二次脱附。
[0017]本专利技术首次提出将催化剂加入ABS塑料中在源头降解VOCs，无二次污染，同时价格低廉，具有应用价值本专利技术制备的线材中催化剂分散均匀，有利于催化剂的充分催化氧化。
附图说明
[0018]图1为实施例2所制备的ABS
‑
x%Cat复合材料的苯乙烯催化氧化降解曲线。
[0019]图2为实施例2所制备的ABS
‑
x%Cat复合材料的冲击强度的影响图。
[0020]力学试验柱状图。
[0021]图3为实施例2所制备的ABS
‑
x%Cat复合材料的拉伸强度的影响图。
[0022]图4为实施例2所制备的ABS
‑
x%Cat复合材料的弯曲强度的影响图。
[0023]力学试验柱状图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
[0025]实施例1S1）高效催化剂的制备 1）称量七水硫酸钴、一水硫酸锰倒入乙醇水溶液制成溶液A， 2）称量碳酸氢铵倒入乙醇水溶液制成溶液B；所述的七水硫酸钴：一水硫酸锰：碳酸氢铵摩尔比=1：3：76；所述的七水硫酸钴质量与乙醇水溶液的体积比1：200，所述的乙醇水溶液由无水乙醇的体积和去离子水的体积比为1:10配置成的；
3）使用蠕动泵将溶液A以定量流速缓缓加入溶液B，待溶液A全部加入溶液B后静置，静置时间为12 h；上述蠕动泵将溶液A是以0.8 mL/min的流速缓缓加入溶液B中，此过程中溶液B是一直处于搅拌状态；4）使用乙醇水溶液抽滤清洗为5次得到粉红色固体；5）将样品置于真空干燥箱中干燥，所述的真空干燥箱温度为80 o
C、干燥时间10 h；6）将样品置于马弗炉中，在空气中恒温煅烧，煅烧条件为：升温速率5 o
C /min，煅烧恒温温度为500 o
C，恒温煅烧时间为4 h；得到高效催化剂。
[0026]实施例2（不同质量催化剂掺杂ABS）（1）称取上述实施例1获得的S1高效催化剂、粒径为150 目的ABS于自封袋中，催化剂与ABS的质量比为1:199，即得到0.5 wt%的ABS混合物，上下左右各混合20次至混合充分均匀，获得混合料。
[0027]（2）将混合料加入微型双螺杆中进行充分混炼造粒，所述微型双螺杆的1区、2区、3区温度分别为140 o
C、185 o
C、180 o
C。
[0028]（3）造粒后将粒料加入微型单螺杆中拉出线径均匀线材，所述微型单螺杆的1区、2区温度分别为180 o
C、185 o
C，得到掺杂有催化剂的合格线材，即0.5 wt%的ABS
‑
0.5%Cat线材。
[0029]对比例1（不同含量催化剂掺杂ABS）为了进行比较，合成了未添加催化剂的线材，具体合成过程如下：称取500 g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于FDM打印机的低VOCs释放特性的ABS线材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1）高效催化剂的制备 1）称量七水硫酸钴、一水硫酸锰倒入乙醇水溶液制成溶液A； 2）称量碳酸氢铵倒入乙醇水溶液制成溶液B； 3）使用蠕动泵将溶液A以定量流速缓缓加入溶液B，待溶液A全部加入溶液B后静置，获得混合液； 4）使用乙醇水溶液抽滤清洗步骤3）的混合液得到粉红色固体； 5）将粉红色固体置于真空干燥箱中干燥，获得样品； 6）将样品置于马弗炉中，在空气中恒温煅烧，得到目标催化剂； S2）ABS
‑
x%Cat的制备1）将步骤S1得到的目标催化剂和ABS母料按比例倒入自封袋中混合均匀，获得混合物； 2） 将混合物倒入微型双螺杆挤出成型，随后使用破碎机造粒得到混合粒料； 3）将混合粒料倒入微型单螺杆中在线材机的牵引下挤出成型，得到目标线材。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤S1中七水硫酸钴：一水硫酸锰：碳酸氢铵摩尔比=1：3：76。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤S1中七水硫酸钴质量与乙醇水溶液的体积比为1：200，无水乙醇和去离子水的体积比为1：10。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永晋，牛奎，黄宝铨，杨松伟，夏新曙，曹长林，钱庆荣，陈庆华，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：